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目的: 1)探索β-arrestin1介导TLR2激活诱导正常人骨髓CD34+细胞组蛋白H4乙酰化促细胞凋亡通路机制。 2)证明MDS骨髓CD34+细胞中TLR2/β-arrestin1/组蛋白乙酰化通路主要介导低中危组MDS细胞凋亡,并证实不同危度MDS细胞在组蛋白乙酰化、基因转录水平、细胞凋亡三个层面存在差异性。 3)阐明基于“组蛋白乙酰化-细胞凋亡”通路,MDS中医“正虚”、“瘀毒”证型特点对应不同危度MDS组蛋白乙酰化特征的表观遗传学机制。 方法: 1、第一部分正常人体外细胞检测:收集正常人骨髓标本10例,骨髓单个核细胞分离后,免疫磁珠分选CD34+细胞,然后经TLR2激动剂(MALP2)及β-arrestin1 shRNA转染预处理后,设立MALP2组、MALP2+β-arrestin1 shRNA组、β-arrestin1 shRNA组、Control组,分别运用流式细胞仪(FCM)、反转录聚合酶链反应(RT-PCR)、免疫印迹法(Western Bloting)、组蛋白试剂法、荧光比色法检测四组骨髓CD34+细胞凋亡率、凋亡相关蛋白Bcl-2与Caspase3/8、β-arrestin1 mRNA/蛋白、P300活性及mRNA、组蛋白H4乙酰化水平,探索β-arrestin1介导TLR2激活诱导组蛋白H4乙酰化促细胞凋亡通路机制。 2、第二部分MDS患者体外细胞检测:按本研究纳入及排除标准,收集40例MDS患者骨髓标本,根据国际预后评分系统(IPSS),分为低中危组及中高危组,其中低中危组20例(低危+中危-Ⅰ),中高危组20例(中危-Ⅱ+高危),正常对照组骨髓标本10例,骨髓单个核细胞分离后,免疫磁珠分选骨髓CD34+细胞,分别运用流式细胞仪(FCM)、反转录聚合酶链反应(RT-P CR)、组蛋白试剂检测法、荧光比色法检测三组骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2与β-arrestin1 mRNA、组蛋白H3/H4乙酰化水平、HAT/HDAC活性,证实MDS骨髓CD34+细胞中TLR2/β-arrestin1/组蛋白乙酰化通路主要介导低中危组MDS细胞凋亡,并证实不同危度MDS细胞在组蛋白乙酰化、基因转录水平、细胞凋亡三个层面存在差异性。 3、第三部分MDS中医辨证分型相关体外检测:30例MDS患者按中医证候诊断标准及结合临床经验分为正虚型15例,瘀毒型15例,通过SPSS18.0软件统计分析MDS两组患者骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2与β-arrestin1mRNA、组蛋白H3/H4乙酰化水平、HAT/HDAC活性等实验指标,依据MDS中医相关证候诊断分型等资料进行分析,以“组蛋白乙酰化-细胞凋亡”通路机制为切入点,解析MDS不同中医证型特点对应不同危度MDS组蛋白乙酰化特征的表观遗传学机制。 结果: 第一部分正常人体外细胞检测:Control组、MALP2组、β-arrestin1shRNA组、MALP2+β-arrestin1shRNA组骨髓CD34+细胞凋亡率、凋亡相关蛋白Bcl-2与Caspase3/8、β-arrestin1mRNA及蛋白、P300活性及mRNA、组蛋白H4乙酰化水平比较:1)与对照组相比,MALP2组凋亡率均明显上调(P<0.01),MALP2+β-arrestin1 shRNA组与β-arrestin1 shRNA组凋亡率表达无显著性差异(P>0.05),同时MALP2组抗凋亡蛋白Blc-2表达下降,凋亡蛋白caspase-8和caspase-3表达增加;与MALP2组相比,MALP2+β-arrestin1 shRNA组和β-arrestin1 shRNA组细胞凋亡率表达均明显下调(P<0.01);与MALP2+β-arrestin1shRNA组相比,β-arrestin1 shRNA组凋亡率表达无显著性差异(P>0.05)。2)与对照组相比,MALP2组与MALP2+β-arrestin1 shRNA组β-arrestin1 mRNA表达明显上调(P<0.01,P<0.05),β-arrestin1 shRNA组β-arrestin1 mRNA表达明显下调(P<0.05),同时MALP2组β-arrestin1蛋白表达增加;与MALP2组相比,MALP2+β-arrestin1 shRNA组与β-arrestin1 shRNA组β-arrestin1 mRNA表达均明显下调(P<0.01);与MALP2+β-arrestin1 shRNA组相比,β-arrestin1 shRNA组β-arrestin1mRNA表达明显下调(P<0.01)。3)与对照组相比,MALP2组组蛋白H4乙酰化、P300活性水平均明显上调(P<0.01),MALP2+β-arrestin1 shRNA组组蛋白H4乙酰化水平,无显著性差异(P>0.05),β-arrestin1 shRNA组组蛋白H4乙酰化水平表达明显下调(P<0.05),而P300活性则无显著性差异(P>0.05)。 第二部分MDS患者体外细胞检测:1、MDS及正常人骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2与β-arrestin1mRNA表达、组蛋白H3/H4乙酰化水平、HAT/HDAC活性比较:1)与正常组相比,MDS低中危组与中高危组骨髓CD34+细胞凋亡率均明显上调(P<0.01,P<0.05),其中MDS低中危组明显高于中高危组,差异有显著性(P<0.01)。2)与正常组相比,MDS低中危组与中高危组TLR2与β-arrestin1mRNA表达显著上调(P<0.01),其中MDS低中危组TLR2与β-arrestin1mmRNA表达明显高于中高危组,差异有显著性(P<0.01)。3)与正常组相比,MDS低中危组与中高危组组蛋白H4乙酰化水平明显上调(P<0.01),其中MDS低中危组蛋白H4乙酰化水平明显高于中高危组,差异有显著性(P<0.01),而三组间组蛋白H3乙酰化水平,无显著差异(P>0.05)。4)与正常组相比,MDS低中危组HAT、HDAC活性均明显上调(P<0.01),其中MDS低中危组HAT活性明显高于中高危组,差异有显著性(P<0.01),MDS中高危组HDAC活性明显高于低中危组,差异有显著性(P<0.01)。2、低中危组MDS骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2mRNA、组蛋白H4乙酰化水平相关性分析:低中危组MDS骨髓CD34+细胞中TLR2mRNA表达与凋亡率之间呈显著正相关(r=0.624,P=0.0033),组蛋白H4乙酰化水平分别与凋亡率、TLR2 mRNA表达之间呈显著正相关(r=0.83,P<0.0001; r=0.636,P=0.0026)。 第三部分MDS中医辨证分型相关体外检测:1不同中医证型MDS骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2与β-arrestin1mRNA、组蛋白H3/H4乙酰化水平、HAT/HDAC活性表达比较:1)与正常组相比,不同中医证型MDS细胞凋亡率均有明显上调(P<0.01),其中正虚型明显高于瘀毒型,差异有显著性(P<0.01)。2)与正常组相比,不同中医证型MDS骨髓CD34+细胞TLR2与β-arrestin1 mRNA表达均有明显上调(P<0.01),其中正虚型明显高于瘀毒型,差异有显著性(P<0.01)。3)与正常组相比,不同中医证型MDS组蛋白H4乙酰化水平均明显上调(P<0.01),正虚型MDS组蛋白H4乙酰化水平明显高于瘀毒型,差异有显著性(P<0.01),不同中医证型MDS骨髓CD34+细胞组蛋白H3乙酰化水平无显著差异(P>0.05)。4)与正常组相比,不同中医证型MDS中HAT、HDAC活性水平明显上调(P<0.01),其中正虚型MDS中HAT活性水平明显高于瘀毒型,差异有显著性(P<0.01),而瘀毒型MDS中HDAC活性明显高于正虚型,差异有显著性(P<0.01)。2、正虚型MDS骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2mRNA、组蛋白H4乙酰化水平相关性分析:正虚型MDS TLR2mRNA表达量与凋亡率之间呈显著正相关(r=0.686,P=0.0059);正虚型MDS组蛋白H4乙酰化水平与骨髓CD34+细胞凋亡率、TLR2mRNA呈显著正相关(r=0.845,P=0.0001; r=0.645,P=0.0112)。 结论: 1)证实了β-arrestin1介导TLR2激活诱导正常人骨髓CD34+细胞组蛋白H4乙酰化促细胞凋亡。 2)TLR2/β-arrestin1/组蛋白乙酰化信号通路主要介导低中危组MDS细胞凋亡:低中危组MDS细胞凋亡率、TLR2与β-arrestin1 mRNA表达、组蛋白H4乙酰化水平均高于中高危组及正常组,低中危组TLR2mRNA与凋亡率表达呈正相关,组蛋白H4乙酰化水平与凋亡率、TLR2表达呈正相关。 3)从“组蛋白乙酰化-细胞凋亡”通路,证实中医“正虚”、“瘀毒”证型特点与表观遗传学内在演变规律:不同中医证型MDS的骨髓细胞凋亡水平存在差异性,TLR2mRNA高表达促进正虚型MDS骨髓CD34+细胞凋亡;正虚型MDS的HAT活性水平较高,组蛋白H4乙酰化水平的上调介导了MDS骨髓细胞凋亡增加。